《计算机电路基础》第1章：电路基本概念和基本定律ppt课件.ppt

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1、计算机电路基础第1章电路基本概念和基本定律(时间:2次课4学时)第1章电路基本概念和基本定律教学提示：电路是学习电子技术的基础，是电子类专业的入门课程。本章主要是介绍电路的一些基本概念和基本的定律，是学习电路理论的基础知识。教学目的：1.了解电路模型和集总假设的意义;2.理解电压、电流的参考方向和关联参考方向；3.理解电压源，电流源的特性及功率计算；4.理解支路、节点、回路的定义和电路的三种工作状态；5.理解和掌握基尔霍夫电流和电压定律，要熟练地应用于电路计算；6.能分析和计算电路中各点电位。第1章电路基本概念和

2、基本定律1.1电路1.2电流、电压和功率1.3二端元件和受控源1.4电路三种状态1.5基尔霍夫定律1.1电路1.1.1电路的作用1.1.2电路模型1.1.3集总假设1.1.1电路的作用电路:电流流通的路径。电路的作用:电路是实现电能的传输和转换。电路组成:电源:是向电路提供电能的设备负载:是指各种用电设备和元器件总称中间环节部分:由电子元器件组成完成复杂功能的电子系统。1.1.2电路模型实际的电元件往往都不是单一参数的理想元件。为了突出元件的主要特性，忽略其次要因素，把它近似地看成单一参数的理想电路元件。用理想电

3、元件所组成的电路，称为实际电路的电路模型。电路模型是对实际电路抽象和概括。1.1.3集总假设为了简化对器件性能的描述和简化对电路分析和计算，假设在一定的条件下，忽略其次要物理过场，只考虑实际元件的主要特性，这样假设称为集总假设。集总假设的条件是：电场作用(充放电)只发生的电容元件上，磁场作用(磁能的贮存和释放)只发生在电感元件上，而且都没有电磁能量的损失。集总假设的元件称为理想元件（集总参数元件，简称集总元件），简称电路元件。1.2电流、电压和功率电流、电压和功率是电路中三个重要的物理量，是对电路分析和计算的重要

4、参数。1.2.1电流1.2.2电压和电位1.2.3关联参考方向1.2.4功率1.2.1电流电荷的定向运动产生电流。单位：安培（安），用字母A表示。1A=1000mA；1mA=1000μA正电荷运动方向为电流的正方向。大小和方向不随时间而变的电流为直流电流（用大写字母I表示）；大小随时间变化而方向不随时间变化的电流称为变动电流i；大小和方向都随时间而变化，这样的电流称之为交流电流i。在分析和计算电路前假设流过元件上电流的方向称为电流参考方向；当所求得电流为正值，说明流过元件上电流的实际方向与假设的电流参考方向一致；

5、当所求得电流为负值，则实际电流方向与电流参考方向相反。参考方向是一种分析方法，只有在参考方后，电流和电压才有正、负之分。1.2.2电压和电位1.电压：定义:单位正电荷在电场力的作用下，从电场中的a点移到b点所做的功，称为电场中a、b两点间电压。单位：伏特（伏），用大写字母V表示。1V=1000mV1mV=1000μV电压方向规定：由高电位(“+”极性端)指向低电位(“-”极性端);电压方向用下标方式表示，如a、b两点之间的电压方向由a(+)指向b(-)，可表示为Uab。2.电位:选定电路中的某一点作为电压的参考点

6、，称为零电位点。电路中的任一点到零电位点的电压称为该点的电位。1.2.3关联参考方向分析电路的时候，设定的电流参考方向和电压参考方向一致，称为关联参考方向。电流和电压的参考方向不一致，称为非关联参考方向。关联参考方向非关联参考方向1.2.4功率正电荷从高电位移向低电位，是电场力对电荷作功的结果，电场的能量消耗在元件上。元件消耗电场的能量称为元件吸收能量或元件消耗功率。这时元件上的电流方向和电压的方向是一致的.正电荷从低电位移向高电位，必须由外力对电荷作用以克服电场力，元件需发出能量(元件向电路提供能量)，即元件向

7、电路提供功率。这时元件上的电流方向和电压的方向是相反的。元件上的功率计算公式：P=UI元件上电流和电压的参考方向符合关联参考方向：当P>0，元件消耗功率，该元件被称为电路的负载。当P<0，元件向电路提供功率，该元件被称为电源。元件上电流和电压的参考方向是非关联参考方向：当P>0，元件向电路提供功率，该元件被称为电源。当P<0，元件消耗功率，该元件被称为电路的负载。【例题1.2】充电器A对手机电池E充电，如图所示。如果手机电池的电压已降到2.5V，现用20mA电流对其充电，问手机电池和充电器的功率各为多少？各是

8、何种功率？【解】手机电池上的电压和电流为关联参考方向，P=EI=2.5V×0.02A=0.5WP>0，吸收功率，手机电池是负载。充电器上的电压和电流为非关联参考方向，P=EI=2.5V×0.02A=0.5W功率P>0，充电器向手机电池提供功率，是电源。1.3二端元件和受控源1.3.1电阻元件物体对电流的阻碍作用称为该物体的电阻。用符号R表示，单位：欧姆(Ω)。常有如下换算